Oben: Diese Abbildung stellt die angemessene Freisetzung von Methan auf dem Mars während des Sommers auf der nördlichen Hemisphäre des Planeten dar. (Abbildung: NASA)

Aber es gibt Anzeichen einer wärmeren und feuchteren Vergangenheit. Geländemerkmale, die trockenen Flußbetten ähneln und Mineralien, die sich nur unter der Anwesenheit von Wasser bilden, weisen darauf hin, daß einst Wasser büber die Marssande hinweggeflossen ist. Da flüssiges Wasser für alle bekannten Arten von Leben erforderlich ist, fragen sich die Wissenschaftler, ob auch auf dem Mars Leben hatte entstehen können, und wenn dem so war, was aus ihm wurde, als sich das Klima auf dem Mars änderte.

Neue Forschungsergebnisse zeigen nun, daß es noch Hoffnung für den Mars gibt. Der erste definitive Nachweis von Methan in der Marsatmosphäre deutet darauf hin, daß der Planet immer noch lebendig ist, entweder im biologischen oder im geologischen Sinne, wie eine Gruppe von Wissenschaftlern der NASA und verschiedenen Universitäten verlauten ließ.

"Methan wird in der Marsatmosphäre schnell auf die unterschiedlichsten Weisen zerstört, deshalb weist unsere Entdeckung von Methanwolken in der nördlichen Hemisphäre des Mars im Jahr 2003 auf einige noch andauernde Prozesse hin, die dieses Gas freisetzen", erklärte Dr. Michael Mumma vom Goddard Raumflugzentrum der NASA in Greenbelt im US-Bundesstaat Maryland. "Zum Mittsommer im Norden wird Methan mit einer Rate freigesetzt, die mit dem massiven Heraussickern von Kohlenwasserstoffen am Kohleölpunkt in Santa Barbara in Kalifornien vergleichbar ist."

Methan, bestehend aus einem Kohlenstoff- mit vier Wassertoffatomen, ist der Hauptbestandteil von natürlichem Gas auf der Erde. Es ist deshalb für die Astrobiologen von Interesse, weil es auf der Erde in großer Menge von Organismen freigesetzt wird, während sie ihre Nahrung verdauern. Aber auch andere, rein geologische Prozesse, wie die Oxidation von Eisen, setzen auch Methan frei. "Im Augenblick haben noch nicht genug Informationen, um zu sagen, ob das Methan auf dem Mars biologisch oder geologisch erzeugt wird, oder beides", meinte Mumma. "Aber es sagt uns, daß der Planet immer noch lebendig ist, zumindest im geologischen Sinne. Es ist, als fordere der Mars uns heraus, als ob er uns sagt: 'Hey, findet heraus, was das soll!'" Mumma ist der Hauptauthor eines Artikels über diese Forschung, der am 15. Januar in der Zeitschrift Science Express erscheint.

Wenn mikroskopisches Leben das Methan erzeugt, dann befindet es sich aller Wahrscheinlichkeit nach weit unter der Oberfläche, wo es noch warm genug ist, daß Wasser im flüssigen Zustand existieren kann. Flüssiges Wasser, ebenso wie Energiequellen und das Vorhandensein von Kohlenstoff, sind für alle bekannte Formen von Leben notwendig.

"Auf der Erde gedeihen Mikroorganismen zwei bis drei Kilometer unter der Oberfläche des Witwatersrandbeckens in Südafrika, wo natürliche Radioaktivität Wassermoleküle in molekularen Wasserstoff (H2) und Sauerstoff spaltet. Die Organismen verwenden den Wasserstoff zur Energieerzeugung. Es könnte für ähnliche Organismen auf dem Mars möglich sein, Milliarden von Jahren unter den Permafrostschichten, wo das Wasser flüssig ist, Strahlung Energie zur Verfügung stellt und Kohlendioxid Kohlenstoff bereitstellt, zu überleben", erläutert Mumma.

"Gase wie Methan, die sich in solchen Untergrundzonen ansammeln, können dann in die Atmosphäre freigesetzt werden, wenn sich während der warmen Jahreszeiten Poren und Risse öffnen, die die Tiefenzonen mit der Atmosphäre im Bereich von Kraterwänden oder Schluchten verbinden", meint Mumma.

Oben: Wissenschaftler wissen noch nicht genug, um mit Sicherheit sagen zu können, was die Quelle für das Marsmethan ist, aber diese Graphik zeigt eine Möglichkeit: In dieser Illustration reagieren unterirdisches Wasser, Kohlendioxid und die innere Wärme des Planeten und produzieren Methan, das an den Flanken von Kratern oder Schluchten austritt, nachdem es zuvor in Eisfallen gebunden wurde. (Abbildung: NASA)

Dennoch ist es genauso möglich, daß ein geologischer Prozess das Marsmethan erzeugt, sowohl jetzt, wie auch schon vor Äonen. Auf der Erde entsteht Methan durch die Umwandlung von Eisenoxid (Rost) in Mineralien der Serpentingruppe, und auf dem Mars könnte dieser Prozess fortschreiten unter der Verwendung von Wasser, Kohlendioxid und der inneren Wärme des Planeten. Obwohl es noch keine Beweise für heute aktive Vulkane auf dem Mars gibt, könnte Methan, das vor Urzeiten in "Eisfallen", sogenannten Einschlußverbindungen oder Clathrate, gefangen wurde, heute freigesetzt wird.

Die Gruppe fand Methan in der Marsatmosphäre, indem sie über mehrere Jahre (und alle Jahreszeiten) hinweg den Planeten mit der Infrarottelekopeinrichtung der NASA, die von der Universität von Hawaii betrieben wird, und dem W. M. Keck Teleskop, beide auf dem Mauna Kea auf Hawaii, sorgsam beobachtet hatten.

Das Team setzte Spektrometerinstrumente ein, die am Teleskop angeflanscht wurden, um die Anmessung durchführen zu können. Spektrometer teilen das Licht in ihre Farben auf, wie ein Prisma weißes Licht in einen Regenbogen auffächert. Das Team hat nun nach schwarzen Stellen an bestimmten Stellen im Regenbogen (Lichtspektrum), wo das Methan das Sonnenlicht absorbiert hatte, das von der Marsoberfläche zurückgeworfen wurde. Sie fanden drei solche Bereiche, Absorptionslinien genannt, die zusammen eine definitive Signatur für Methan darstellen, wie das Team erläuterte. Sie waren in der Lage, die Linien des Marsmethans von dem Methan in der Erdatmosphäre zu unterscheiden, da sie durch die relative Bewegung des Mars rotverschoben waren, ganz genauso, wie sich die Tonhöhe der Sirene eines Polizeiwagen verändert, der an uns vorbeifährt (Dopplereffekt).

"Wir beobachteten und kartographierten mehrere Gasfahnen aus Methan auf dem Mars, wovon eine rund 19.000 Tonnen an Methan freisetzte", berichtete Dr. Geronimo Villanueva der Katholischen Universität von Amerika in Washington, D.C.. Villanueva ist am Goddard Raumflugzentrum der NASA und Coauthor des Artikels. "Die Gasfahnen wurden während der wärmeren Jahreszeiten, Frühling und Sommer, ausgestoßen, vermutlich weil der Permafrost, der die Brüche und Risse verschließt, verdampft und dem Methan erlaubt, in die Marsatmosphäre auszuströmen. Seltsamerweise hatten einige Gasströme auch Wasserdampf in sich, während andere keines mit sich trugen", erklärte Villanueva.

Nach Angaben des Teams wurden die Gasfahnen über Gegenden beobachten, die Anzeichen für früheres Bodeneis oder fließendes Wasser zeigen. Zum Beispiel erschienen Gasfahnen über Gegenden der nördlichen Hemisphäre, wie östlich von Arabia Terra, der Nili Fossae Region und dem Südostquadrant der Syrtis Major, einem ehemaligen Vulkan mit einem Durchmesser von 1200 Kilometern.

Es bleibt zukünftigen Missionen, wie dem Mars-Forschungslabor (MSL) vorbehalten, den Ursprung des Marsmethans zu entdecken. Ein Weg herauszufinden, ob die Quelle des Gases Lebewesen sind, ist die Messung der Isotopenverhältnisse. Isotope sind Varianten eines Elementes mit unterschiedlichen Atomgewichten. So ist beispielsweise Deuterium eine schwerere Version des Wasserstoffs. In Molekülen, die Wasserstoffe enthalten, wie Wasser oder Methan ersetzt das seltene Deuterium hin und wieder ein Wasserstoffatom. Da Lebewesen die Verwendung der leichteren Isotope bevorzugen, bedeutet das Auffinden von Methan mit weniger Deuterium, als es natürlich auf dem Mars vorkommt, daß das Methan von Lebewesen erzeugt wurde.